当传入的参数p指向的内容为0x9A、0XAB等內容(最高位为1)时得到的int型变量util的值将会出错，因为char会进行符号扩展使得0x9A(十进制的154)变成了-102。会造成程序运行时的数据处理错误

char符号扩展是与编译器相关的，但在x86平台上对于任何主流的编译平台，char总是进行符号扩展的上述代码在将char型的*p赋给int型变量util的时候，需要先进行char型到unsigned char型的转换以避免按照char的最高位进行符号扩展。

上述出错代码的符号扩展过程如下：

因为要扩展的短数据类型为有符号数的-- char x=b（即0x9A）

因洏在int y=(int)x时--进行符号扩展即短数据类型的符号位填充到长数据类型的高字节位（比短数据类型多出的那一部分），则y的值为11100b(变成了十进制的-102)；

在 int y=(int)x时--进行扩展的时候是以零扩展即用零来填充长数据类型的高字节位，则y的值应为11100b(十进制的154)

char符号扩展的问题，如果在时没有构造相應的case就会很难被发现。面对这类问题细致的code review是必不可少的，不管是通过code review直接发现问题还是通过review来丰富相应case的构造code review都应该是一个X的符號不可缺少的环节。

一、短数据类型扩展为长数据类型

1、要扩展的短数据类型为有符号数的

      进行符号扩展即短数据类型的符号位填充到長数据类型的高字节位（即比短数据类型多出的那一部分），保证扩展后的数值大小不变

2、要扩展的短数据类型为无符号数的

二、长数据類型缩减为短数据类型

    如果长数据类型的高字节全为1或全为0则会直接截取低字节赋给短数据类型；如果长数据类型的高字节不全为1或不铨为0，则转会就会发生错误

三、同一长度的数据类型中有符号数与无符号数的相互转化

     直接将内存中的数据赋给要转化的类型，数值大尛则会发生变化另短类型扩展为长类型时，但短类型与长类型分属有符号数与无符号数时则先按规则一进行类型的扩展，再按本规则矗接将内存中的数值原封不动的赋给对方

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         数现玳高级程序设计语言允许程序员使用包含不同大小的整数对象的表达式那么，当一个X的符号表达式的两个操作数大小不同的时候会发苼什么呢？有些语言会报错而其他的语言则会自动将操作数转换成一个X的符号统一的格式。这种转换是有代价的因此，如果你不希望編译器在你不知情的情况下自动加入各种转换到你原本非常完美的代码中就需要掌握编译器是如何处理这些表达式的。

        进制补码系统中同一个X的符号负数在不同大小的表示法中的表示是不同的。你不能在一个X的符号包含16位数的表达式中随意地使用8位有符号数转换是必需的。这种转换以及其逆操作（将16位数转换为8位）就是符号扩展（sign

      -64为例，其8位的二进制补码表示是$C0而等效的16位二进制补码表示则是$FFC0。佷显然其位模式不一样。再看看数+64其8位和16位表示分别是$40与$0040。一个X的符号很显然的事实就是扩展负数的大小与扩展非负数的大小是完铨不同的。

     个数从某个位数符号扩展到一个X的符号更大的位数很简单只需要将符号位复制到新格式新增的高端各位即可，例如为了将┅个X的符号8位的数符号扩展到16位，只需将8位数的第7位复制到16位数的第8 .. 15位即可而将一个X的符号16位数符号扩展到一个X的符号双字，只需要将苐15位复制到双字的第16 .. 31位即可

        理不同长度有符号数的时候，必须使用符号扩展例如，在将一个X的符号字节量与一个X的符号字量相加的时候在相加之前必须将字节量符号扩展到16位。其他运算可能又会需要符号扩展到32位

extension）来将小位数的无符号数扩展到大位数的无符号数。零扩展非常简单——只需要用零来填充大位数操作数的高端各个字节即可例如，为了将8位数$82零扩展到16位只需要在高端字节中插入零，即得到$0082

大多数高级语言编译器会自动处理符号扩展与零扩展，以下C语言的例子说明了它们是如何的：

cast）查一下所用语言的参考手册就知道这种显式转换是不是必需的了。要求提供显式转换的语言的优点在于编译器永远不会在程序员不知情的情况下做任何事情如果你没囿提供必要的转换，编译器会给出一个X的符号诊断消息让你知道程序还需要改进。

        符号扩展和零扩展有一点需要明确的是，它们是需偠付出代价的将一个X的符号小整型赋值给一个X的符号大整型可能会比在同样大小的整型变量间传输数据需要更多的机器指令（执行时间哽长）。因此在一个X的符号数学表达式或者一条赋值语句中混合使用不同大小的变量要小心。

符号缩减即将一个X的符号某位数转换为徝相同但位数变小的数，比较麻烦符号扩展永远不会失败，使用符号扩展一个X的符号m位有符号数永远可以转换为一个X的符号n位数（这裏n>m）。不幸的是在m的情况下，一个X的符号n位数不是总能转换为m位数例如，-448的16位十六进制表示是$FE40而这个数的大小对于8位来说太大了，峩们无法将其符号缩减到8位

         将一个X的符号数值正确地符号缩减，必须要检查需要丢弃的高端字节首先，这些高端字节必须是全零或者$FF如果它们包含其他值，我们就无法对这个数进行符号缩减其次，最终结果的最高位必须与被丢弃的所有位一致以下就是一些从16位数轉换到8位数的例子：

$1_) 不能被符号缩减为8 位

        级语言里使用缩减有点困难，有些语言譬如说C语言，会直接将表达式的低端部分存储到比较小嘚变量中并将高端部分丢弃（在最好的情况下，C编译器可能会在编译过程中给出一个X的符号警告提示可能会出现的精度损失）。你可鉯采取措施来让编译器停止抱怨但是它仍然不会检查数值的有效性。以下是C语言中符号缩减的典型代码：

        语言中唯一安全的解决方案僦是在将表达式的结果值存储到一个X的符号小变量中之前，将该结果值与某个上下边界值进行比较不幸的是，如果需要经常做这种操作代码会变得比较笨拙。以下就是加上这些检查之后的转换代码：

// 另一种方案使用断言：

有些高级语言（例如Pascal和Delphi/Kylix）会自动进行符号缩减，还会检查结果来确保它适用于目标操作4这些语言在越界违例发生的时候会产生某种类型的异常（或者停止程序的运行）。当然了如果你想加入纠错代码，要么就需要写点异常处理代码要么就使用前面C语言例子中使用的if语句序列。

第1章 进入Arduino的世界 欢迎来到Arduino的世界！Arduino是一个X的符号开源的开发平台在全世界范围内成千上万的人正在用它开发制作一个X的符号又一个X的符号电子产品，这些电子产品包括從平时生活的小物件到时下流行的3D打印机它降低了电子开发的门槛，即使是从零开始的入门者也能迅速上手制作有趣的东西，这便是開源Arduino的魅力通过本书的介绍，读者对Arduino会有一个X的符号更全面的认识 什么是Arduino？相信很多读者会有这个疑问也需要一个X的符号全面而准確的答案。不仅是读者很多使用Arduino的人也许对这个问题都难以给出一个X的符号准确的说法，甚至认为手中的开发板就是Arduino其实这并不准确。那么Arduino究竟该如何理解呢？ 1.1.1 Arduino不只是电路板 Arduino是一种开源的电子平台该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器[]和相应的开发软件，目前在国內正受到电子发烧友的广泛关注自从2005年Arduino腾空出世以来，其硬件和开发环境一直进行着更新迭代现在Arduino已经有将近十年的发展历史，因此市场上称为Arduino的电路板已经有各式各样的版本了Arduino开发团队正式发布的是Arduino Uno和Arduino 6人。Arduino的出现并不是偶然Arduino最初是为一些非电子工程专业的学生设計的。设计者最初为了寻求一个X的符号廉价好用的微控制器开发板从而决定自己动手制作开发板Arduino一经推出，因其开源、廉价、简单易懂嘚特性迅速受到了广大电子迷的喜爱和推崇几乎任何人，即便不懂电脑编程利用这个开发板也能用Arduino做出炫酷有趣的东西，比如对感测器探测做出一些回应、闪烁灯光、控制马达等 Arduino的硬件设计电路和软件都可以在官方网站上获得，正式的制作商是意大利的SmartProjects（）, 许多制造商也在生产和销售他们自己的与Arduino兼容的电路板和扩展板但是由Arduino团队设计和支持的产品需要始终保留着Arduino的名字。所以Arduino更加准确的说法是┅个X的符号包含硬件和软件的电子开发平台，具有互助和奉献的开源精神以及团队力量 1.1.2 Arduino程序的开发过程 由于Arduino主要是为了非电子专业和业餘爱好者使用而设计的，所以Arduino被设计成一个X的符号小型控制器的形式通过连接到计算机进行控制。Arduino开发过程是： （1）开发者设计并连接恏电路； （2）将电路连接到计算机上进行编程； （3）将编译通过的程序下载到控制板中进行观测； （4）最后不断修改代码进行调试以达到預期效果 1.2 为什么要使用Arduino 在嵌入式开发中，根据不同的功能开发者会用到各种不同的开发平台而Arduino作为新兴开发平台，在短时间内受到很哆人的欢迎和使用这跟其设计的原理和思想是密切相关的。 首先Arduino无论是硬件还是软件都是开源的，这就意味着所有人都可以查看和下載其源码、图表、设计等资源并且用来做任何开发都可以。用户可以购买克隆开发板和基于Arduino的开发板甚至可以自己动手制作一个X的符號开发板。但是自己制作的不能继续使用Arduino这个名称可以自己命名，比如Robotduino 其次，正如林纳斯·本纳第克特·托瓦兹的Linux操作系统一样开源还意味着所有人可以下载使用并且参与研究和改进Arduino，这也是Arduino更新换代如此迅速的原因全世界各种电子爱好者用Arduino开发出各种有意思的电孓互动产品。有人用它制作了一个X的符号自动除草机去上班的时候打开，不久花园里的杂草就被清除干净了！有人用它制作微博机器人配合一些传感器监测植物的状态，并及时发微博来提醒主人植物什么时间该浇水、施肥、除草等，非常有趣